Крекинг нефти в природных условиях

Ученые Института экспериментальной минералогии считают, что распределение различных типов углеводородов во многих нефтегазоносных бассейнах, имеющее ярко выраженную вертикальную зональность, можно объяснить крекингом сырой нефти, происходящим в естественной среде.

Вертикальная зональность означает рост доли лёгких фракций с увеличением глубины. Например, для глубин порядка 1500 метров характерны скопления утяжелённой нефти и чистого газа. На глубинах 4000–5000 метров располагаются лёгкие газонасыщенные нефти, иногда встречаются газоконденсаты, доля которых увеличивается с ростом глубины до 6000–8000 метров. На глубинах более 10000 метров преобладают скопления сухого газа, главным образом - метана.

По мнению российских учёных, подобная зональность объясняется природным крекингом нефти, то есть процессом образования фракций в результате воздействия высокого давления и температуры. С ростом глубины оба этих показателя увеличиваются, в связи с чем, на некоторых глубинах возникают подходящие условия для крекинга. То есть можно говорить о природной ректификационной колонне, но только в перевернутом виде.

Для доказательства своего предположения исследователи попытались воспроизвести этот процесс в лабораторных условиях. Были выращены кристаллы кварца в смесях, которые были приготовлены из содовых и фторидных водных растворов и нефти из месторождений Прикаспийского, Северокавказского и Волго-Уральского нефтегазоносных бассейнов России .

Кристаллы были выращены в автоклавах при давлении 4-150 МПа и температурах 240-500 градусов. Затем были исследованы водно-углеводородные включения, которые образовались в кварце. С ростом давления и температуры фазовые состояния и состав углеводородов в этих включениях изменялись, что и позволило утверждать о том, что крекинг нефти произошел. Ученые отметили, что этот процесс начинается при 330 градусах и является максимально активным в диапазоне 350–450 градусов. При этом происходит выделение газов (метана) с образованием твёрдых битумов.

Ученые считают, что в природных условиях с ростом глубины крекинг сырой нефти становится практически неизбежным и именно этот процесс вызывает вертикальную зональность при распределении углеводородов.